JP2007330854A

JP2007330854A - 廃レンガを含むカラミからの銅の回収方法

Info

Publication number: JP2007330854A
Application number: JP2006163005A
Authority: JP
Inventors: Yuji Aoki; 悠二青木; Yoshihisa Takahashi; 佳久高橋; Masaki Imamura; 正樹今村; Yuji Imaizumi; 有二今泉
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2007-12-27

Abstract

【課題】転炉や自熔炉等の熔錬炉内からの銅を含む廃レンガをそのまま廃棄することなく、銅製錬工程からのカラミと破砕混合して、廃レンガを含むカラミから銅を高い回収率で回収する方法を提供する。
【解決手段】銅製錬工程の中間産物であるカラミに銅製錬設備である熔錬炉内の廃レンガを破砕混合し、浮選処理して銅を回収する際に、浮選処理に供給するカラミと廃レンガのスラリーのｐＨを８.５以上１２.０以下に制御すると共に、スラリー中のカラミと廃レンガの合計に対する廃レンガの割合を５重量％以下とする。
【選択図】図１

Description

銅製錬の工程での中間産物であるカラミに、製錬設備である熔錬炉内の廃レンガを破砕混合し、得られたスラリーを浮選処理して銅を回収する方法に関する。

銅鉱石から金属銅を製錬する過程で産出するカラミには、多くの銅が含まれている。通常、このカラミは浮選工程に供給され、浮選処理によりカラミ精鉱が回収され、銅鉱石とともに金属銅の原料として処理される。

また、乾式銅製錬設備における転炉や自熔炉等の熔錬炉の内壁にはレンガが使用されており、耐用年数経過後に更新され廃棄されるレンガを処理する必要がある。しかし、この廃レンガには数％〜十数％の銅のほか、数ｐｐｍ〜十数ｐｐｍの金などの有価金属が含まれているため、そのまま埋め立て処分した場合には、廃レンガに含まれる有価金属が回収されず経済的に大きな損失となる。

そこで、廃レンガを乾式銅製錬工程に付随しているカラミ選鉱工程に供給し、細かく破砕した後、転炉カラミ等とともに浮選処理することにより、カラミ精鉱中に銅を濃縮して回収することが行われている。この廃レンガからの銅の回収方法では、廃レンガを破砕機で細かく破砕する際に、廃レンガに含まれる銅メタル分が破砕機に噛み込み、破砕機が停止する原因となっている。

かかる廃レンガからの銅の回収方法の一つとして、特開２００４−３０７９２６号公報には、破砕機への銅メタルの噛み込みを防ぐ方法が記載されている。この方法によれば、まず廃レンガを粗破砕し、廃レンガに含まれる銅メタルを分離または露出させた後、銅メタルを手選回収する。その後、残りの廃レンガ粗破砕物をカラミの浮選工程に供給し、転炉カラミとともに浮選処理を行う。

従来、このようにして廃レンガとカラミを破砕混合し、浮選処理により銅を回収しているが、廃レンガを含むカラミをレパルプすると、カラミ単独をレパルプした時と含有成分割合等が異なるので、銅を回収するための最適な浮選条件も変化する。しかしながら、現状ではカラミ単独の場合と同様の浮選条件下で処理が行われているため、銅の回収率も高いものとはいえなかった。
特開２００４−３０７９２６号公報

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、熔錬炉内からの銅を含む廃レンガをそのまま廃棄することなく、銅製錬工程からのカラミと破砕混合して、廃レンガを含むカラミから銅を高い回収率で回収する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、銅製錬工程の中間産物であるカラミに銅製錬設備である熔錬炉内の廃レンガを破砕混合し、浮選処理して銅を回収する方法において、浮選処理に供給するカラミと廃レンガのスラリーのｐＨを８.５以上１２.０以下に制御することを特徴とする廃レンガを含むカラミからの銅の回収方法を提供するものである。

また、上記本発明の廃レンガを含むカラミからの銅の回収方法においては、前記スラリー中のカラミと廃レンガの合計に対する廃レンガの割合を５重量％以下とすることが好ましい。

本発明によれば、カラミと混合して浮選処理することで廃レンガに含まれる銅を回収できるうえ、泡立ちが悪い等の浮選処理上の障害を発生させることなく、廃レンガを含むカラミからの銅の回収率を向上させることがことができる。また、浮選処理の前処理段階で廃レンガの混合割合を容易に調整ができるうえ、乾式銅製錬における通常のカラミ浮選処理工程を利用して、新たな設備を増設することなく簡単に実施することができる。

廃レンガを含むカラミから銅を回収する場合、廃レンガとカラミは細かく破砕混合され、水にレパルプしてスラリーを形成した後、このスラリーを浮選処理する。この浮選処理において通常使用されている選鉱剤は、捕収剤として、イソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤、ナトリウムイソプロピルザンセートなどが使用される。また、起泡剤としては、テルペンアルコール、モノテルペン類と少量のパインタール及びセスキテルペンの混合物などが使用されている。

一方、廃レンガ中及びカラミ中の銅の形態は、銅メタルとキャルコサイトである。そこで、通常の選鉱剤を用いた浮選処理により、銅メタルまたはキャルコサイトが効率よく回収される条件を検討した結果、スラリーのｐＨが８.５付近から銅の回収率が向上することが分った。また、スラリーのｐＨが１２.０を超えても、銅の回収率が更に向上することは見込めないことから、試薬のコストを抑えるために、スラリーのｐＨを１２.０以下とすることが好ましい。

更に、代表的な捕収剤ごとにみると、ナトリウムイソプロピルザンセートは、スラリーｐＨが９.５付近において、キャルコサイトと銅メタルを最もよく捕収することが分った。また、イソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤では、スラリーｐＨ１１付近において、キャルコサイトを最もよく捕収することが分った。従って、浮選処理時の捕収剤としては、イソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤と、ナトリウムイソプロピルザンセートとを併用することが好ましい。

また、浮選処理に供給するスラリー中のカラミと廃レンガの混合割合については、カラミと廃レンガの合計に対する廃レンガの割合を５重量％以下とすることが好ましい。廃レンガの混合割合が５重量％を超えると、廃レンガからのマグネシウムの濃度が高くなることから、浮選処理時の泡の発生が抑制されるからである。カラミと廃レンガの合計に対する廃レンガの割合を１重量％以下とすれば、十分に泡が発生するため更に好ましい。

次に、本発明による廃レンガを含むカラミからの銅の回収方法を、好ましい具体例により更に詳しく説明する。まず、処理すべき廃レンガを含むカラミの調製方法は、金属銅の乾式製錬における通常の工程で産出されるカラミと、乾式銅製錬設備における熔錬炉で使用された廃レンガとを、廃レンガの混合割合がカラミと廃レンガの合計に対し５重量％以下となるように破砕混合する。尚、カラミと廃レンガを破砕混合する方法は、特に限定されるものではなく、例えばジョークラッシャー等を使用すればよい。

廃レンガとカラミの破砕混合物は、水にレパルプしてスラリーとし、そのｐＨを８.５以上１２.０以下に調整する。ｐＨ調整剤は通常のものでよく、例えば、Ｈ_２ＳＯ_４とＣａ(ＯＨ)_２などを用いることができる。また、スラリー中の固形分濃度については、特に限定されるものではないが、スラリーの取り扱いが容易となり、且つ浮選において悪影響が生じない範囲で調整すればよく、例えば２０〜５０％の範囲に調整することが望ましい。

得られたスラリーは、従来と同様に、浮選機に投入し、捕収剤や起泡剤などの選鉱剤を添加して、浮選処理する。選鉱剤の種類は浮選処理において通常使用されているものであってよく、その添加量も特に限定されるものではない。浮選機の種類や規模も限定されず、市販の機械撹拌式浮選機やカラム式浮選機を適宜使用することができる。また、浮選機へのスラリー投入量も特に限定されるものではない。

浮選時間は、カラミ及び廃レンガの成分、目標とする銅の回収率により適正範囲が異なることから、予備試験を行うことにより適宜設定することが好ましい。以上の操作により、廃レンガを含むカラミから、高い回収率で銅をカラミ精鉱として回収することができる。回収されたカラミ精鉱は、一般的な乾式製錬法に供給され、通常の工程で製品化される。

［実施例１］
銅製錬工程の中間産物であるカラミに、熔錬炉内から取り出した廃レンガを加え、カラミと廃レンガの合計に対し廃レンガの混合割合が０.５重量％になるように調整した。これを試験用ボールミルにより、粒径４５μｍ以下の重量割合が９０％となるように破砕混合した後、水でレパルプしてスラリーとした。

このようにして得たスラリーについて、ｐＨ調整剤としてＨ_２ＳＯ_４とＣａ(ＯＨ)_２を用い、試料ごとにｐＨを７.０、７.５、８.０、８.５、９.０、９.５、１０.０、１１.０、１２.０にそれぞれ調整した。

これら各試料のスラリーを、１.３リットルのアジテア浮選機に投入し、選鉱剤を添加して１分間コンディショニングした後、７分間浮選処理を行って、浮鉱１と沈鉱１を得た。尚、使用した選鉱剤は、捕収剤としてイソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤５６ｇ／ｔと、ナトリウムイソプロピルザンセート２３ｇ／ｔを用い、起泡剤としてテルペンアルコール、モノテルペン類と少量のパインタール及びセスキテルペンの混合物６２ｇ／ｔを用いた。

回収した沈鉱１を同じ浮選試験機に投入し、上記と同様にスラリーｐＨを目標とするｐＨ値に調整し、イソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤２５ｇ／ｔ、ナトリウムイソプロピルザンセート１５ｇ／ｔ、テルペンアルコール、モノテルペン類と少量のパインタール及びセスキテルペンの混合物２０ｇ／ｔを添加し、１１分間浮選処理を行って、浮鉱２と沈鉱２を得た。

回収した沈鉱２を同じ浮選試験機に投入し、上記と同様にスラリーｐＨを目標とするｐＨ値に調整し、テルペンアルコール、モノテルペン類と少量のパインタール及びセスキテルペンの混合物５ｇ／ｔを添加し、１２分間浮選処理を行って、浮鉱３と沈鉱３を得た。

以上の操作によって得られた浮鉱１〜３と沈鉱３について、それぞれＩＣＰ発光分析法により銅を分析した。図１に、得られた銅回収率とスラリーｐＨとの関係を示す。この図１から分るように、スラリーのｐＨが７.０から増加するに従って銅の回収率が増加し、スラリーのｐＨが８.５以上で銅の回収率がほぼ一定になった。

［実施例２］
上記実施例１と同様にしてカラミと廃レンガからスラリーを調整したが、試料ごとにカラミと廃レンガの合計に対する廃レンガの混合割合を、０重量％、１重量％、５重量％、１０重量％の４種類に調整した。尚、各試料とも、試験用ボールミルにより粒径４５μｍ以下の重量割合が９０％となるように粉砕した。

次に、上記各試料のスラリーｐＨを調整した。即ち、廃レンガの混合割合が０重量％の試料と１.０重量％の試料は、Ｈ_２ＳＯ_４添加量の上限を５００ｇ／ｔとして、スラリーｐＨを８.５に調整した。また、廃レンガの混合割合が５重量％の試料と１０重量％の試料では、Ｈ_２ＳＯ_４を５００ｇ／ｔ添加したとき、スラリーｐＨはそれぞれ８.７及び９.４であった。

その後、各試料のスラリーを、１.３リットルのアジテア浮選機に投入し、選鉱剤を添加して２分間コンディショニングした後、５分間浮選処理を行って、浮鉱１と沈鉱１を得た。尚、選鉱剤として、イソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤３７ｇ／ｔ、ナトリウムイソプロピルザンセート２２ｇ／ｔ、及びテルペンアルコール、モノテルペン類と少量のパインタール及びセスキテルペンの混合物３６ｇ／ｔを添加した。

回収した沈鉱１を同じ浮選試験機に投入し、イソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤２７ｇ／ｔ、ナトリウムイソプロピルザンセート１７ｇ／ｔ、テルペンアルコール、モノテルペン類と少量のパインタール及びセスキテルペンの混合物１３ｇ／ｔを添加し、１５分間浮選処理を行って、浮鉱２と沈鉱２を得た。

回収した沈鉱２を同じ浮選試験機に投入して、イソプロピルエチルチオノカーバメイトを主成分とする捕収剤１６ｇ／ｔ、ナトリウムイソプロピルザンセート１３ｇ／ｔ、テルペンアルコール、モノテルペン類と少量のパインタール及びセスキテルペンの混合物１１ｇ／ｔを添加して、２０分間浮選処理を行って、浮鉱３と沈鉱３を得た。

以上の操作によって得られた浮鉱１〜３と沈鉱３について、それぞれＩＣＰ発光分析法により銅を分析した。図２に、得られた銅回収率と浮選時間との関係を示す。銅の回収率は浮選時間が２０分（第１段＋第２段）を超えると廃レンガの混合割合による違いが少なくなり、浮選時間４０分（第１段＋第２段＋第３段）では銅の回収率に違いはみられない。しかし、浮選時間が２０分以下では、廃レンガの混合割合が増加するほど銅の回収率は低下することが分る。

また、上記の浮選処理において、浮選時間３０分以降のスラリーの泡立ち状況を調べた。その結果、廃レンガの混合割合が１重量％以下の試料では浮選時間３０分以降の泡立ちは良好であったが、廃レンガの混合割合が５重量％を超えると浮選時間３０分以降の泡立ちが悪くなることが分った。

本発明方法による銅回収率とスラリーｐＨとの関係を示すグラフである。本発明方法による銅回収率と浮選時間との関係を示すグラフである。

Claims

銅製錬工程の中間産物であるカラミに銅製錬設備である熔錬炉内の廃レンガを破砕混合し、浮選処理して銅を回収する方法において、浮選処理に供給するカラミと廃レンガのスラリーのｐＨを８.５以上１２.０以下に制御することを特徴とする廃レンガを含むカラミからの銅の回収方法。
前記スラリー中のカラミと廃レンガの合計に対する廃レンガの割合を５重量％以下とすることを特徴とする、請求項１に記載の廃レンガを含むカラミからの銅の回収方法。